就在5月14日12時(shí)12分，我國(guó)于酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心利用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭，成功將太空計(jì)算衛(wèi)星星座發(fā)射升空。衛(wèi)星順利入軌，標(biāo)志著此次發(fā)射任務(wù)圓滿完成。（此消息由新華社發(fā)布）

“星算”計(jì)劃則由國(guó)星宇航主導(dǎo)，致力于打造一個(gè)由2800顆算力衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)組成的天基算力網(wǎng)絡(luò)。此舉將助力我國(guó)在全球范圍內(nèi)率先建成太空智算基礎(chǔ)設(shè)施，從而更有效地滿足太空邊緣計(jì)算以及地面人工智能特殊場(chǎng)景下的市場(chǎng)需求。

那么，何為計(jì)算星座呢？在過(guò)去，衛(wèi)星主要承擔(dān)通信、導(dǎo)航、遙感等任務(wù)。而計(jì)算衛(wèi)星則被定義為繼這三種衛(wèi)星之后的第四種衛(wèi)星類(lèi)型，且未來(lái)有望成為前三種衛(wèi)星的基礎(chǔ)。通過(guò)衛(wèi)星間的互聯(lián)互通，將形成一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)體系——計(jì)算星座。

至于“三體計(jì)算星座”的命名由來(lái)，則是源于牛頓提出的“三體問(wèn)題”。該問(wèn)題的本質(zhì)在于，當(dāng)存在三個(gè)或更多對(duì)象協(xié)同工作時(shí)，它們之間的相互作用關(guān)系極為復(fù)雜，猶如天體間的引力作用一般。

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為何要將算力送上天

太空從此有了AI大腦

我們講了那么多年的云計(jì)算，事實(shí)上我們的計(jì)算是在地面上，一個(gè)自然的問(wèn)題，就是我們能不能把計(jì)算帶到太空去，因?yàn)槟抢镉懈嗟男枨?。?023年的時(shí)候，在太空上，大概有7000多個(gè)在軌衛(wèi)星，最大的變化是在下面的幾年，可能是三年，可能是五年，大概會(huì)有8萬(wàn)個(gè)衛(wèi)星在上面，會(huì)有10倍以上的衛(wèi)星在上面，這是一個(gè)非常大的數(shù)字和變化。

——中國(guó)工程院院士 之江實(shí)驗(yàn)室主任

王堅(jiān)

為何要將算力“送上天”？

實(shí)際上，利用計(jì)算星座開(kāi)展“天算”已然成為全球科技發(fā)展的一個(gè)新趨勢(shì)。歐洲、美國(guó)等國(guó)家和地區(qū)都在積極推進(jìn)將數(shù)據(jù)中心“搬上太空”的計(jì)劃。那么，為何要舍棄地面現(xiàn)有的便利條件，而選擇將算力送入太空呢？

通常，衛(wèi)星在獲取數(shù)據(jù)后，需要先將這些數(shù)據(jù)傳回地面，再由地面的數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行解析處理，這種模式屬于傳統(tǒng)的“天感地算”。然而，中國(guó)工程院院士、之江實(shí)驗(yàn)室主任王堅(jiān)指出，太空中的算力資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足衛(wèi)星日益增長(zhǎng)的算力需求。而且，當(dāng)前模式還面臨著數(shù)據(jù)無(wú)法順利傳回地面、無(wú)效數(shù)據(jù)占比過(guò)高以及數(shù)據(jù)處理時(shí)效性差等諸多問(wèn)題?！耙蕴?yáng)觀測(cè)為例，我國(guó)發(fā)射的每顆衛(wèi)星每天會(huì)產(chǎn)生高達(dá)500G的觀測(cè)數(shù)據(jù)，但最終僅有20G的數(shù)據(jù)能夠成功傳回地面?！?/p>

此外，能耗問(wèn)題也是推動(dòng)算力“上天”的一個(gè)重要因素。地面數(shù)據(jù)處理中心對(duì)能源的依賴(lài)程度極高，需要消耗大量的水電資源。相比之下，計(jì)算星座的能源來(lái)源則是取之不盡、用之不竭的100%純太陽(yáng)能。隨著運(yùn)營(yíng)年限的增加，其成本將逐漸降低。

“三體計(jì)算星座”將通過(guò)在軌實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)的方式，將數(shù)據(jù)處理時(shí)間從傳統(tǒng)的天級(jí)、小時(shí)級(jí)大幅縮短至分級(jí)、秒級(jí)，從而有效解決傳統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理效率低下的瓶頸問(wèn)題。這一創(chuàng)新將推動(dòng)太空數(shù)據(jù)處理模式從“天數(shù)天算”甚至“地?cái)?shù)天算”向更高效的方向轉(zhuǎn)變，為人工智能在太空領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展注入新的動(dòng)力。

太空算力有啥用？：

算力上天，將給我們帶來(lái)什么呢？專(zhuān)家介紹，這不僅是推動(dòng)太空技術(shù)發(fā)展，比如為近地軌道的航天器、月球、火星探測(cè)等提供關(guān)鍵算力的支持，還為未來(lái)大規(guī)模的算力驗(yàn)證以及地面、低空?qǐng)鼍爸С珠_(kāi)辟了新的一種可能。

國(guó)星宇航執(zhí)行副總裁 趙宏杰：讓衛(wèi)星互聯(lián)互通，在太空側(cè)提供高性能計(jì)算和數(shù)據(jù)處理的能力，將進(jìn)一步改變科學(xué)研究的范式，為眾多新質(zhì)生產(chǎn)力的場(chǎng)景開(kāi)創(chuàng)創(chuàng)新應(yīng)用的新土壤。比如我們?cè)谫x能對(duì)地觀測(cè)和物聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域，基于強(qiáng)大的天基計(jì)算與互聯(lián)互通，可以將傳統(tǒng)衛(wèi)星的數(shù)據(jù)采集到信息服務(wù)的周期，從月級(jí)、周級(jí)或者天級(jí)的響應(yīng)時(shí)間大幅縮短至秒級(jí)。通過(guò)紅外ADS-B等多種應(yīng)用載荷搭載，能夠提供全球林火秒級(jí)監(jiān)測(cè)感知，低空飛行器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與定位，可廣泛支持應(yīng)急處突、防災(zāi)減災(zāi)、低空經(jīng)濟(jì)等低延時(shí)的需求場(chǎng)景。

除了時(shí)間維度的賦能，在空間維度上，太空計(jì)算中心還可以賦能衛(wèi)星數(shù)據(jù)，從二維到三維的在軌實(shí)時(shí)處理，可面向數(shù)字經(jīng)濟(jì)場(chǎng)景支撐衛(wèi)星三維數(shù)字孿生等應(yīng)用方向，也可為低空經(jīng)濟(jì)場(chǎng)景提供低空飛行器衛(wèi)星三維導(dǎo)航應(yīng)用，又可為機(jī)器人場(chǎng)景提供具身智能全息城市訓(xùn)練場(chǎng)等支持。在科學(xué)探索方面，太空計(jì)算中心也可以扮演太空智能中樞的角色，廣泛支持海量深空探測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)在軌計(jì)算與處理，助力深空探測(cè)任務(wù)的計(jì)算需求與任務(wù)規(guī)劃的動(dòng)態(tài)優(yōu)化。

結(jié)語(yǔ)：

王堅(jiān)指出：“人工智能絕不能因算力不足而在太空領(lǐng)域缺席。”他強(qiáng)調(diào)，“三體計(jì)算星座”的搭建，將極大拓寬太空應(yīng)用的可能性范疇。展望未來(lái)，期望借助這一星座，讓普通民眾也能輕松享受到計(jì)算衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星等所帶來(lái)的各類(lèi)便捷服務(wù)，這對(duì)于推動(dòng)空天產(chǎn)業(yè)發(fā)生變革而言，具有不可估量的深遠(yuǎn)意義。

lixiangjing

算力豹主編